三角形迷宫螺旋泵的理论设计、CFD数值计算及试验研究

发布时间：2020-04-21 20:29

【摘要】： 迷宫螺旋泵是在迷宫螺旋密封的机理上发展而来的新型流体机械产品，具有小流量、高扬程、低比转速的突出特点，填补了常规泵类产品的性能空白区，拓宽了流体机械的应用范围。目前，新型迷宫螺旋泵的研究在国内还刚刚起步，本文所设计的三角形(螺纹槽形为直角三角形)迷宫螺旋泵是其中的一种，鉴于目前理论体系还不成熟的情况下，主要进行了以下几个方面的工作：(1)理论设计：对迷宫螺旋槽的选型及螺纹参数选取做了研究；在相关文献的基础上，确定了设计方法，进行了水力设计计算；设计模型泵结构，，绘制零件加工图；(2)CFD数值计算：通过PRO／E进行了流道的三维实体造型，采用GAMBIT完成网格划分；利用流场计算软件FLUENT，采用雷诺平均N-S方程和标准κ-ε湍流模型，运用基于非结构网格的SIMPLEC算法，在清水状态下，对泵内流场进行了三维湍流数值模拟，得到了内部流动特征；采用FLUENT计算进行水力性能预测，得到了外特性变化规律；(3)试验研究：确定试验方案、绘制装置图、搭建性能试验台；进行变转速性能试验，分析特性曲线，验证比例定律。通过试验研究，验证了三角形迷宫螺旋泵的设计方法的合理性，同时，与数值计算结果比较，肯定了所选模型及计算方法的正确性。由于受各种条件所限，本文所做研究还不完善，但所得结论具有普遍意义，以期对今后同类产品的开发、设计具有参考价值。
【图文】：

螺旋转子,几何参数

1.确定齿顶圆半径凡、齿根圆半径凡及节圆半径R由于泵的过流断面面积与在螺旋转子、螺旋定子上面所车的螺纹头数za以及螺纹形状的几何参数有关，、螺旋升“以‘，从形认阴儿例蚕数有关，于是可以在满足转子强度要求的前提下，在直同的圆柱侧面上车达到过流面积要求的螺纹。因此螺旋转子齿顶圆半径的大小定要兼顾强度和过流面积两方面的需求。__1厂瓜了一凡2育J{士士井二‘VU，2tT)(2一27):为材料的许用应力，这里取凡二40mm。，根据螺纹几何关系知:凡二凡一t(2一28)

几何参数,螺旋,定子,螺旋转子

5.2螺旋转子几何参数计算玉7图2一8螺旋转子几何参数1.确定齿顶圆半径凡、齿根圆半径凡及节圆半径R由于泵的过流断面面积与在螺旋转子、螺旋定子上面所车的螺纹头数z角a以及螺纹形状的几何参数有关，、螺旋升““以‘，从形认阴儿例蚕数有关，于是可以在满足转子强度要求的前提下，在直径不同的圆柱侧面上车达到过流面积要求的螺纹。因此螺旋转子齿顶圆半径的大小的确定要兼顾强度和过流面积两方面的需求。__1厂瓜了一凡2育J{士士井二‘VU， 2tT)(2一27)式中:为材料的许用应力，这里取凡二40mm。见图，根据螺纹几何关系知:凡二凡一t(2一28)
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH315

【引证文献】